頂空-氣相色譜法快速測定冰淇淋中環氧乙烷殘留量

辛 瑩，劉 勤

（河南廣電計量檢測有限公司，河南鄭州 450001）

環氧乙烷為中度毒性化學品，可經呼吸、接觸、食入等方式侵入體，長時間暴露于環氧乙烷可引起頻繁嘔吐、麻木感、上呼吸道刺激、頭痛惡心、腹內壓迫感、神經異常、眼睛和皮膚損傷、意識模糊甚至昏迷、死亡，也會影響生殖[1-2]。環氧乙烷是一種烷化劑，可跳過代謝活化直接與親核大分子DNA、RNA或蛋白質反應。關于微生物、植物、昆蟲和哺乳類細胞暴露于環氧乙烷的研究指出，環氧乙烷在這些機體中皆是誘變劑，它能有效地產生體細胞突變，而且在生殖細胞中也可引起遺傳損傷，可能引起基因突變或染色體畸變，甚至引發核內復制，產生腫瘤細胞[3-6]。歐盟已取消環氧乙烷的植保劑資格，但作為農藥可以在限制范圍使用。2017年，世界衛生組織國際癌癥研究機構公布的致癌物中，環氧乙烷被列為2A級致癌物。本實驗建立了自動頂空進樣器連接氣相色譜儀測定冰淇淋中環氧乙烷的方法，基質干擾少，靈敏度高，可快速分析樣品。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

Agilent 7890B氣相色譜儀（配有FID檢測器），TurboMatrix 40頂空進樣器（德國PerkinElmer），Rtx?-624 （30 m×0.25 mm×1.4 μm），20 mL頂空進樣瓶。環氧乙烷 （1000 μg/mL，溶劑：水，壇墨質檢-標準物質中心），無特殊說明，本實驗中用水為符合GB/T 6682—2008的二級水。

1.2 環氧乙烷儲備液配制

選取10 mL容量瓶，預先加入純水（＜5 mL），準確吸取1.0 mL環氧乙烷標準品加入液面以下，加純水定容至 10 mL，配制成濃度為100 mg/L的環氧乙烷儲備液，置于 -18 ℃的冰箱中保存。實驗前，取儲備液放至室溫，根據需要配成適當濃度的標準工作液，現配現用。

1.3 儀器條件

1.3.1 氣相色譜條件

載氣為氮氣，流速1.5 mL/min，分流比20∶1，進樣口：200 ℃，檢測器：220 ℃，程序升溫：初溫45 ℃保持6 min；以50 ℃/min升溫至150 ℃保持2 min。空氣流速：300 mL/min，氫氣流速：25 mL/min，尾吹氣流速： 25 mL/min，尾吹氣為氮氣。

1.3.2 頂空自動進樣器

爐溫60 ℃，平衡30 min，取樣針溫度100 ℃，傳輸線溫度110 ℃，恒定時間進樣，進樣時間0.1 min，GC分析循環12.0 min。

1.4 樣品制備及檢測

1.4.1 樣品制備

樣品置于250 mL自封袋中，放置在約4 ℃冰箱中，待融化后振蕩混勻；頂空瓶中加純水約5 mL，稱取2 g均勻試樣（精確至0.01 g）置于20 mL頂空瓶中，加水定容至 10 mL，立即加蓋密封，水平搖勻，避免樣液接觸頂空瓶蓋。

1.4.2 含量測定

將1.4.1中制備好的樣液，用自動進樣器進樣，外標法定量，測定環氧乙烷殘留量。環氧乙烷的沸點為10.8 ℃， 因此要注意在配置標準品、制樣和稱量的過程中應在較低的環境溫度下迅速操作并密封，以防止環氧乙烷 逃逸。

2 結果與分析

2.1 標準曲線繪制

用環氧乙烷儲備液配制6個系列適宜濃度的標準溶液：取6個頂空瓶，各加入5 mL純水，分別準確加入10 μL、20 μL、50 μL、100 μL、200 μL和500 μL的環氧乙烷儲備液（100 mg/L），加水定容至10 mL，水平搖勻，得到6個濃度標準點，依次為0.1 mg/L、0.2 mg/L、0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L和5.0 mg/L。以標液濃度（X）為橫坐標、峰面積（Y）為縱坐標建校準曲線，得線性回歸方程Y=0.666 978X+ 0.003 348 37，r=0.999 66，殘留標準誤差為0.034 11。標準曲線見圖1。

圖1 標準曲線圖

2.2 色譜柱選擇

本實驗采取2種不同性質的極性毛細管柱，Rtx?-624 （30 m×0.25 mm×1.4 μm）和DB-WAX（30 m×0.25 mm×0.25 μm），分別對一空白基質加標濃度（0.8 mg/L）以相同的儀器條件進行上機檢測對比，從圖2可見Rtx?-624色譜柱對環氧乙烷分離效果好，峰形好且無基質干擾，DB-WAX有拖尾現象，且環氧乙烷的拖尾部分和基質峰略有重合，影響定量的準確性，因此優先選擇Rtx?-624色譜柱。

圖2 Rtx?-624色譜柱

圖3 DB-WAX色譜柱

2.3 進樣時間優化

本方法采用自動頂空進樣器以恒定時間模式進樣。其他條件確定后，進樣時間的影響尤為明顯，它直接影響目標峰的峰形和響應。將進樣時間依次設定為0.01 min、0.05 min、 0.1 min、0.2 min、0.5 min進樣測試，結果顯示，隨著進樣時間增長，目標峰響應逐漸升高，但超過0.1 min后，峰形過寬且頂端扁平，綜合評估后，選擇0.1 min作為進樣時間，響應和峰形均佳。

2.4 方法檢出限

嘗試逐級遞減在空白基質樣品中添加環氧乙烷，至信噪比（S/N）至3左右停止，以信噪比（S/N）不低于3時上機加標樣液中環氧乙烷的濃度（0.1 mg/L）反推出樣品含量作為方法的檢出限。稱樣量為2 g，定容體積為10 mL時，冰淇淋中環氧乙烷的檢出限為0.5 mg/kg。

2.5 精密度和準確度

稱取約2 g空白冰淇淋樣品置于預先加入5 mL純水的頂空瓶中，分別加入20 μL、40 μL、80 μL的100 mg/L環氧乙烷中間使用液，加純水定容至10 mL，配制成低濃度加標樣品（0.2 mg/L）、中濃度加標樣品（0.4 mg/L）、高濃度加標樣品（0.8 mg/L），立即加蓋密封，每個濃度水平平行配制6份，搖勻后上機測定。根據結果計算可得，3水平測定的準確度為87.7%，精密度為2.6%，具體見表1。

表1 精密度和準確度

2.6 干擾物考察

有研究稱實驗用水對環氧乙烷含量的測定會產生影響[7]，本實驗對該干擾進行了考察，分別對二級水、一級水、蒸餾水、自來水進行測定，如圖4，結果表明，在環氧乙烷的保留時間附近均未出現干擾峰。

圖4 二級水 、一級水、煮沸的蒸餾水、自來水圖譜

2.7 市場樣品測試

實驗條件優化后，隨機從市場抽查了3個最暢銷的品牌共10個不同品類的冰淇淋樣品進行測定，結果表明，10種冰淇淋中環氧乙烷均未有響應。

3 結論

由實驗結果可知，用本實驗建立的方法測定冰淇淋中環氧乙烷殘留量，由于樣品的處理程序較簡潔，目標物環氧乙烷不易損失，用Rtx?-624（30 m×0.25 mm×1.4 μm）毛細管柱分離，目標峰附近無干擾峰出現，因此能準確定量，且低、中、高3水平加標濃度樣品的精密度和準確度較高，完全滿足冰淇淋中環氧乙烷檢測分析要求。